Способ демонстрации оптической интерференции и дифракции света

Номер патента: 1541660

Авторы: Аванянц, Вабищевич, Корчажкин, Куницын, Матвеев

ZIP архив

Текст

ЛЬСТВУ ц физивой. онстрации В.И. Иве 60-561. ИЧЕСКОЙВЕТАсредст- .уцебнымбыть исится к средствами к уцебным прибоет быть широколекционных курсовпример, как оптиыцислительная- расширение дежностей с учетом и источника свеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИ(54) СПОСОБ ДЕМОНСТРАЦИИ ОПТИНТЕРФЕРЕНЦИИ И ДИФРАКЦИИ С(57) Изобретение относится квам обучения, в частности кприборам по физике, и может Изобретение отно обучения, в частнос рам по физике, и мо использовано в ряде по физике, таких, н ка, спектроскопия,техника и т,д. Цель изобретения монстрационных возм степени коге ентносоР тта,На фиг1 приведена графическаясхема устройства; на фиг. 2 - блоксхема вычислительного устройства.Устройство для демонстрации оптической интерференции и дифракции сучетом степени когерентности источнка света %держит источник 1 света,например, ртутную лампу накаливания 2 пользовано в ряде лекционных курсов по физике. Цель изобретения - расши-, рение демонстрационных возможностей с учетом степени когерентности источ" ника света. Эта цель достигается за счет того, что дополнительно задают интервал и направление считывания информации с видимого изображения с последующим преобразованием считываемой информации в дополнительно создаваемое видимое цветное изображение, рассчитывают интерференционное цвет" ное изображение и в результате сравнения его с дополнительно создаваемым видимым изображением определяют влияние степени когерентности истоце ника света. 2 ил. конденсатор 2 для формирования равно мерного освещения, подвижную 1 ель 3, служащую для получения лучшего видимого изображения, преобразующий опти ческий элемент 4 - взаимозаменяемые бипризму Френеля или щель, что дает возможность получения интерференцион ной или дифракционной картин, экран 5 для визуального наблюдения физического явления, блок 6 съема информации, предназнаценный для съема сигналов интенсивности с экрана фотодат чиком и его перемещения по экрану, блок 7 обработки и управления сигналов, предназначенный для получения и формирования телевизионного цветного сигнала с наблюдаемого физического явления, телевизионное цветное проекционное устройство 8, формирующеецветное видеоизображение, проекционный экран 9, отображащий графическипоступающую на него информацию, демонстрируемое явление 10 и заранее5такое же аналогично рассчитанное 11,показанные на экране 9.Кроме того, устройство (Фиг. 2)содержит Фотодатчик 12, предназначенный для сьема инФормации с экрана 5демонстрируемого явления 10, усилитель 13 аналогового с,игнала, усиливающий сигнал от Фотодатчика 12 дозаданного уровня напряжений, напримерот 0 до 7 В, модуль 1 преобразований 15аналогового сигнала в цифровой и наоб 1 зрот, например, типа "КРЕИТ КАМАК",поддерживающий двухстороннюю связьс миниЭВМ и в свою очередь содержащийблок 15 преобразований аналоговых сиг налов в цифровые, например АЦП-, которые поступают от фотодатчика 12,блок 16 преобразований цифровых сигналов в аналоговые, например ЦАП,управляющий перемещением Фотодатчика 12 при помощи мотора 17 вдоль имотора 18 поперек экрана 5, а такжеконтроллер 19, например К, служащйй для организации двухсторонней связи миниЭВМ и модуля 11 преобразований,-,дяунаправленную шину 20, связанную со(щей шиной 21 Я-ВИБ, миниЭВМ 22,позволяющую управлять, считывать иорабатывать поступающую информацию,однонаправленную шину 23 для последующей передачи информации на экран,цветной интерфейс 21, Формирующийтелевизионные синхроимпульсы и К, С,В-цветовые сигналы, блок 25 сопряжения телевизионных синхроимпульсов иК,С,В-сигналов от интерфейса 21,блок 26 сопряжения телевизионногоустройства 8, при помощи которогоформируется видимое цветное изображение на цветном телевизионном проекционном экране 9.Работа устройства на примере интерференции при использовании бипризмыФренеля.Свет от иСточника 1 сцета формируется конденсором 2 и освещает равномерно подвижную щель 3. Прошедшийсформированный свет через щель 3 попадает на бипризму Френеля 1, с помощью которой Формируется интерферен 55ционная картина 10 на экране 5, Таккак преломляющие углы бипризмы делаются очень малыми для того, чтобыобеспечить малое расстояние между интерферирующими волнами, то это обстоятельство приводит к получению малого поля интерференции, что и зат рудняет его визуализацию на экране, Затем, включая блок 6 съема информации, с помощью моторов 17 и 18 (Фиг.2) Фотодатчик 12 устанавливается в крайнее нижнее левое положение. экрана 5 в зоне интерференционной картины 10, положение которого задается блоком 16 преобразования, например ЦАП, тем самым счетчик каналов присваивает значение К=О (фиг, 3), обозначив при этом, что начальная установка ЦАПв нулевое положение закончена. Затем, задав временной интервал перемещения Фотодатчика 12 от точки к точке, равный, например, Т=О,1 с, вдоль горизонтальной оси, Фотодатчиком 12 непосредственно снимают уровень интенсивности картины 10 по точкам, количество которых задается ЦАП, и равно 2 -1021 точкам. Сигналы от фотодат- Мчика 12 усиливаются усилителем 13 до уровня напряжений срабатывания блока 15 преобразования аналогового сигнала в цифровой, например, АЦПгде аналоговые сигналы преобразуются в цифровые значения и через контроллер 19 и двунаправленную информативную шину 20 поступают на общую шину -ВП 21 миниЭВМ 22, например "Электрони" ка", в которой периферийные устройства взаимодействуют с центральным процессором и оперативной памятью через систему шин внутренней магистрали, где магистраль имеет линии для поочередной передачи по ним адресов и данных. В миниЭВМ сигналы снятых интенсивностей 1 (К) заносятся в массив 1 (К) и выдаются на цветной проекционный экран 9 через интерфейс 21, формирующий цветное К, С,В-изображение блок 25 сопряжения, согласующий выходные синхроимпульсы и К,С,В-сигналы интерфейса 24 с входными сигналами полного телевизионного устройства 8 через блок 26 его сопряжения. При выдаче очередного сигнала интенсивности на экран Фотодатчик перемещается с помощью ЦАП в новое положение, и через интервал времени Т=0,1 с считывается новый уровень интенсивности 1 (К), который выдается на экран до тех пор, пока не будет пройден весь экран.Зная длину волны, расстояние от бипризмы френеля до экрана, апертуру,5 1541660 6 на проекционном экране строится за- , ку которого крепится фотодатчик поранее рассчитанная интерференционная верхность которого служит при верти- картина по формуле зависимости интен" кальной его установке экраном, модуль сивности от порядка интерференции. В 14 преобразования сигналов типа результате, на проекционном экране "КРОИТ-КАМАК" со стандартными блока- формируется заранее рассчитанная кар- ми АЦП, ЦАП, К, миниЭВМ тина 11 и непосредственно снятая с . "Электроника", или ДВК(3,4) демонстрируемого явления 10, где они цветной интерфейс ЦДР, проекционотображаются на нем в разных цветах. 10 ный цветной телевизор "ЭлектроникаТак как видимость интерференцион- ТВ 01 ПЦ", а также блоки сопряжений, ной картины непосредственно равна до- согласующие уровни входных и выходных ле когерентности света, присутствую- сигналов. Демонстрационная наглядность щего В интерферирующих световых пуч- и дидактическое восприятие повышены ках, то поэтому изменение видимости 15 за счет того, что в данном устройстве картины на экране позволяет определить реальное физическое явление сравнивает- долю интенсивности когерентных сос- ся с его теоретическим представлением тавляющих этих световых пучков и тем в реальном масштабе времени с возможсамым реально отразить это на про- ностью изменения ряда физических веекционном экране. 20 личин, таких как длина волны размер1Аналогично устроиство работает щели, расстояния до экрана длина ре 1 и при замене бипризмы френеля на щель, зонатора лазера и т.д. с одновременнымис тои лишь разницей,что на цветном наблюдением этих изменений на экранах телевизионном экране заранее строит- в вышеописанных представлениях. 1 ся дифракционная картина по заранее 25 Демонстрационные возможности расзаданным начальным условиям по извест- ширены за сцет того, что предлагаеным зависимостям. мый способ позволяет наблюдать и деИзменяя источник света и переходя монстрировать любые оптические явлек когерентному, демонстрируют нагляд" ния с возможностью высокого разрешеную картину получаемого явления. Из- З 0 ния.меняя разные условные параметры начальных условий данное устройство формула и зобрете ния отчетливо отслеживает любое их изменение в визуальном представлении. Способ демонстрации оптической инПредлагаемое устройство позволяет терференции и дифракции света, вклюм35чрасширить возможность демонстрации по чающии преобразование световой энергии оптике, так как оно обеспечивает де- в видимое изображение, о т л и ч а монстрацию малоразрешимых и плохо- ю щ и й с я тем, что, с целью расшиосвещенных оптических явлений, а так- рения демонстрационных возможностей же возможность их сравнения с заранее 40 с учетом степени когерентности источрассчитанным явлением по известному ника света, дополнительно задают инзакону, например, таких как дифракция тервал и направление считывания инна нити, дифракция на краю экрана, формации с видимого изображения с моды газового лазера, радиус кореля- последующим преобразованием считываеции когерентности источника света, мой информации в дополнительно созда- и т.д., и тем самым дать об этом яв- ваемое видимое цветное изображение, лении правильное представление, рассчитывают интерференционное цветДля демонстрации ряда оптических ное изображение и в результате сравявлений используются стандартные нения его с дополнительно создаваемым устройства: двухкоординатный самопи- видимым изображением определяют стесец ПДС, на горизонтальную рей- пень когерентности источника света.191660 иг ва Корректор И.Кучеря Редактор А. ШандВ аз 281 и ГЕ 1 П С о Йроизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Составитель Л. ПрохТехред Л.Сердюкова Тираж 391 ственного комитета по иэобрет 113035, Москва, Ж, Раушс

Смотреть

Заявка

4406476, 07.04.1988

МГУ ИМ. М. В. ЛОМОНОСОВА

АВАНЯНЦ ЛЕВ ПАВЛОВИЧ, ВАБИЩЕВИЧ МИХАИЛ ГРИГОРЬЕВИЧ, КОРЧАЖКИН ВЛАДИМИР ВАСИЛЬЕВИЧ, КУНИЦЫН ВЯЧЕСЛАВ ЕВГЕНЬЕВИЧ, МАТВЕЕВ АЛЕКСЕЙ НИКОЛАЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G09B 23/22

Метки: демонстрации, дифракции, интерференции, оптической, света

Опубликовано: 07.02.1990

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1541660-sposob-demonstracii-opticheskojj-interferencii-i-difrakcii-sveta.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ демонстрации оптической интерференции и дифракции света</a>

Похожие патенты